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  • 30
  • Dec
  • 2019

移民紅星球 解密增肌抗失重 3D火星宅

記者 李芳恩 報導

2019/12/30 20:00
圖/翻攝自 NASA 官網 移民紅星球 解密增肌抗失重 3D火星宅
圖/翻攝自 NASA 官網

人們移居火星計畫又有新進展,為克服長途太空旅行,零重力造成肌肉嚴重流失,科學家們找到能讓肌肉量暴增的基因,應用在老鼠身上,筋肉量比一般老鼠多兩倍,將前往太空進行實測;另外在火星上居住的住宅也有新方案,一間美國設計公司,以3D列印技術,搭配類火星建材,打造成出超耐久的蛋型建築,強度和耐用性比水泥多50%,還能多次回收,也有望被應用在地球上,成為環保住宅的新選擇。

熟悉的地貌,豐富的天然資源,這是火星,有些人相信這裡將是人類未來的家園。

2018年5月NASA的火星探測器「洞察號」(InSight),降落在這個紅色星球上,開啟人類太空移民的可能性;然而要旅行到這裡路途長遠,挑戰了人類的生理極限,在零重力的情況下,身體機能都會改變。

NASA外科醫生/太空人 Michael Barratt博士:「你的血容量會減少,身體裡的紅血球細胞形狀會有點改變,心血管系統的調節方式改變,我們看到了骨骼和肌肉的一些變化,是因為他們完全放鬆,與處在正常重力下相比,因此它們開始萎縮流失力量。」

為了克服長時間太空旅行引發肌肉流失的問題,美國傑克遜實驗室以及康乃狄克大學,共同研發出「強大老鼠」 (mighty mice)。

基因科學教授 李塞金 (Se-Jin Lee):「這些老鼠完全正常,除了牠們缺少了一種基因,而那種基因就是用來製造肌生長抑制素(Myostatin)。」

經過基因改造的強大老鼠,被移除肌生長抑制素(Myostatin),這是一種血液循環中的蛋白質,通常會限制肌肉過度生長,當科學家用在老鼠身上,肌肉量暴增為普通老鼠的兩倍。

基因科學教授 李塞金 (Se-Jin Lee):「其中一組我們稱之為控制組,這意味者這些老鼠,肌肉抑制生長基因不會被改造,另一組也就是強大的老鼠,他們將被完全移除肌肉抑制生長基因,牠們肌肉開始會產生變化,多出兩倍之多。」

在完全沒有干預的情況下,太空人在執行任務的5-11天當中,會失去20%的肌肉量,因此長時間在國際太空站進行任務的人類,每天都要辛苦地進行重量訓練,才能維持肌肉量,但如果要前往火星,無法搭載這些大型裝置。

NASA外科醫生/太空人 Michael Barratt博士:「我們需要的健身器材,必須比現在國際太空站的還要更小,因此在更小的空間,要獲得最大樂趣和負重量,絕對是我們的一大障礙。」

這項研究還不只是能幫助太空人,還可以了解老年人肌肉退化,以及肌肉萎縮的病患,藉此帶來更好的治療方式。

NASA外科醫生/太空人 Michael Barratt博士:「我們很興奮,因為研究的應用可以用在非常非常多的情況,有些人們在地球上,經歷肌肉和骨頭流失的嚴重問題。」

這些筋肉強大的老鼠,將在國際太空站中待上整整40天,期間透過低劑量X光(DEXA)掃描,用來測量骨頭的強度和密度,一月份將返回地球,帶來實用的數據。

在移民火星的計畫上,NASA的火箭科學家及工程師,也許知道如何精密準確地讓飛行器到達,但該怎麼在上頭打造基地定居下來,這些專家們向民間求助。

NASA員工:「第一名是AI Space Factory。」

美國航太科技建築設計公司AI Space Factory,從NASA獲得50萬美元的資助,它們的「馬莎計畫」(Marsha Project),也就是這個巢狀建築,將成為未來人來在火星上居住的家,靠的是3D列印技術。

AI Space Factory資深設計師 SIMA SHAHAVERDI:「當我們列印出MARSHA原型,就像是美夢成真,雖然體積只有真實的三分之一。」

MARSHA 使用的建材,完全可被生物分解(biodegradable),可被回收的生物聚合物,大部分都能在火星上找到,比水泥的強度和耐用性多50%。

AI Space Factory執行長 David Malott:「生物聚合物是從玉米、甘蔗,還有石頭,叫做玄武岩,帶來很高很高的耐久性。」

建商號稱這些材料可多次回收,再重新列印,不僅材料環保,施工過程也將朝完全使用再生能源。

AI Space Factory執行長 David Malott:「未來我們將結合3D列印系統,到太陽能板上,所以在施工上,完全使用再生能源而且低耗能。」

目前已經被3D列印出來的地球版本TERA,高兩層樓,明年三月將在紐約哈德遜河畔提供人們試住,成為人類移民火星的前哨站。

AI Space Factory執行長 David Malott:「這是關乎人類的未來,我們的地球已經到達臨界點,建築必須使用更永續的方式。」

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更新時間:2019/12/31 17:58

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